Medan Listrik

Loading...
Medan Listrik
Selamat datang pengunjung blog mathematic.my.id. Pada pertemuan kali ini akan dibahas mengenai medan listrik. Langsung saja ini dia materi tentang medan listrik:

1. Medan Listrik oleh Muatan Listrik

Ruang disekitar muatan listrik baik muatan positif maupun muatan negatif merupakan ruang medan listrik. Dan kuat medan listrik di sekitar muatan listrik dapat ditentukan. Kuat medan listrik di sekitar muatan listrik dapat digambarkan dengan garis-garis gaya, karena kuat medan listrik merupakan besaran vektor.
Perhatikan gambar arah medan listrik berikut:

Arah kuat medan listrik disekitar muatan positif adalah menjauhi muatan tersebut, sebaliknya di sekitar muatan negatif akan menuju muatannya.
Perhatikan gambar berikut:

dengan $Q$ adalah sumber muatan positif, $q$ adalah muatan uji positif, $F$ adalah gaya, dan $E$ adalah kuat medan listrik.
Maka muatan $q$ akan ditolak oleh muatan $Q$ dengan gaya: $$F=k.\frac{Q.q}{r^2}$$ sedangkan kuat medan listrik $E$ pada titik di tempat muatan uji $q$ tersebut besarnya adalah:
$$E=\frac{F}{q}$$ $$E=k.\frac{Q}{r^2}$$ dengan:
$E$ bersatuan N/C, dan
$k$ adalah tetapan ruang hampa yang nilainya 9 x 10$^9$ N.m$^2/$C$^2$.

Jika sumber muatannya negatif, maka arah $E$ menuju ke $-Q$ dan tetap searah dengan gaya $F$.

Contoh 1:
Sebuah muatan listrik dapat dianggap sebagai muatan titik, yang diketahui besar muatannya $+25~\mu$ C. Tentukan besarnya kuat medan listrik pada jarak 50 cm dari muatan itu.
Penyelesaian:

$Q=+25$ x 10$^{-6}$ C
$r=50$ cm $=0,5$ m.
$\displaystyle E=k.\frac{Q}{r^2}$
$\displaystyle =9.(10^9).\frac{25.(10^{-6})}{(0,5)^2}$
$E=$ 9 x 10$^5$ N/C.

Contoh 2:
Sebutir debu massanya 5 mili gram bermuatan 10 $\mu$ C. Debu itu dapat mengapung bebas di dalam medan listrik. Berapakah besarnya kuat medan listrik yang mempengaruhi muatan itu?.
Jawab:
Gaya berat debu itu adalah: $$F=m.g$$ dengan $g$ adalah gaya gravitasi bumi yang besarnya 10 m/s$^2$. $$F=(5.10^{-5})(10)$$ $$F=5.10^{-4}\text{ N}$$ dan $$q=10.10^{-6}$$ $$q=10^{-5}$$ Jadi: $$E=\frac{5.10^{-4}}{10^{-5}}$$ $$E=50 \text{ N/C}$$

2. Medan Listrik Oleh Bola Konduktor Bermuatan

Bila sebuah bola konduktor dengan jari-jari $R$ diberikan muatan listrik, maka muatan listrik itu akan tersebar merata pada permukaan bola. Perhatikan gambar berikut:

Sedangkan besarnya kuat medan listrik ditempat-tempat tertentu akan memenuhi persamaan:
(a) Di dalam bola:
$E=0$
(b) Di permukaan bola: $$E=k.\frac{Q}{R^2}$$ (c) Di luar bola: $$E=k.\frac{Q}{r^2}$$ $r$ adalah jarak dari pusat bola ke kuat medan listrik.

Rapat muatan bola konduktor

Rapat muatan didefinisikan sebagai besarnya muatan per luas permukaan bola, yang dirumuskan oleh:
$$\sigma=\frac{Q}{4\pi.R^2}$$ dengan:
$\sigma=$ rapat muatan (C/m$^2$).
$Q=$ muatan bola (C).


2. Medan Listrik antara dua keping sejajar bermuatan

Dua keping penghantar sejajar diberikan muatan listrik sama besar tetapi berlawanan jenis, maka antara kedua keping itu akan terdapat medan listrik yang arah garis gaya-gayanya dari muatan positif ke muatan negatif. Perhatikan gambar dua keping pengantar bermuatan sejajar.

Rumus kuat medan listrik antara kedua keping adalah:
$$E=\frac{\sigma}{\epsilon_0}$$ dengan:
$\sigma=$ rapat muatan (C/m$^2$).
$\epsilon_0=$ 8,85 x 10$^{-12}$ C$^2$/(N.m$^2$).


Demikianlah postingan tentang kuat medan listrik. Sampai jumpa di postingan lainnya dan semoga bermanfaat.

Leave a comment

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *